PP-木粉复合材料的蠕变特性研究.doc

PP/木粉复合材料的蠕变特性研究
摘要:本文研究了木粉含量和木粉类型对PP/木粉复合材料物理机械性能和蠕变特性的影响规律。结果表明:当木粉含量增大时,PP木塑复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等性能指标明显下降,而其弯曲模量、热变形温度则有所提高。添加木粉后,材料的蠕变特性得到明显改善;且当许用弯曲极限(即规定蠕变极限)较小时(),材料中木粉含量为50%wt时,其耐弯曲蠕变特性最佳。采用的木粉类型不同时,PP木塑复合材料的性能有较大差异,采用松木粉和水曲柳木粉制备的PP木塑复合材料的综合性能最好,而采用黄麻纤维制备的PP木塑复合材料的冲击韧性最好。
关键词:聚丙烯,木塑复合材料,物理机械性能,蠕变特性
前言
木塑复合材料(WPC)是一类新型的环保复合材料,近年来已得到了世界各国广泛的重视[1~5],但目前木塑复合材料也通常存在着冲击强度低、耐蠕变性差等性能缺陷[6~8],这对该类材料作为结构性材料使用时可能造成某些潜在的安全隐患。
蠕变是指在恒温、恒应力作用下,材料形变随时间推移而逐渐发展的现象。结构件往往会因蠕变而提前失稳。研究蠕变不仅可以揭示聚合物的粘弹性机理,还能预测材料使用中的稳定性及长期承载能力。本文旨在研究各种配方因素、加工工艺因素等对木塑复合材料蠕变特性的影响规律,以期对提高该类材料的性能、拓展其应用领域等提供参考依据。
实验部分
试验药品
表1 试验药品
序号
配料名称
型号规格
生产厂家
1
聚丙烯
K1003
北京燕山石化公司
2
松木粉
80目
自制
3
稻糠粉
80目
自制
4
水曲柳木粉
80目
自制
5
竹粉
80目
自制
6
黄麻纤维
自制
7
其它
抗氧剂等
市售
试样制备
采用常州苏研公司生产的S(X)M -1L-KA型密炼机,将物料按试验配方准确计量后加入密炼室,于180℃下密炼10min左右,待物料充分塑化并混合均匀后,直接压制成4mm厚的板材,再裁切成标准试样用于材料性能测试。
性能测试
试样状态调节
参照标准:GB/T2918-1998。采用东莞市科迪仪器有限公司生产的KD-3P-50A型恒温恒湿试验箱。将试样在
23℃、相对湿度50%下(标准环境代号:23/50)放置至少24小时后,再进行试样尺寸和其他性能的测定。
密度
参照标准:GB1033-1986。将洁净干燥的50ml密度瓶放在23℃恒温恒湿箱中保温至少1小时,称取其重量计为W1;将密实无气泡的模压试样剪成适当大小后(可顺利放入密度瓶并取出),称取其重量计为W2;将试样表面用新鲜蒸馏水充分润时后加入密度瓶,再用新鲜蒸馏水加满密度瓶,插上溢流毛细管,用柔软的卫生纸将密度瓶表面的水吸干,称取其重量计为W3。则试样的密度为:
式中:ρ0为蒸馏水在23℃时的密度。
熔体流动速率
参照标准:GB/T3682-2000。采用承德市金建检测仪器有限公司生产的XNR-400型熔体流动速率仪。测试条件:温度 200℃,负荷 2160g,预热 4min,切料间隔时间 30s。
拉伸性能
参照标准:GB/T1040-1992。采用深圳市瑞格尔仪器(制造)有限公司生产的REGER-300型微机控制电子万能材料试验机。测试条件:试样尺寸(长度×宽度